15
Izgradnja klasične elektrodinamike R.Jurdana Šepić, Povijest fizike

Izgradnja klasične elektrodinamike

  • Upload
    others

  • View
    7

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Izgradnja klasične elektrodinamike R.

Jurd

ana

Še

pić

, Po

vije

st fi

zike

Elektricitet i magnetizam do 19 stoljeća

Magnetizam

P.Peregrinus, pokusW.Gilbert, 1600.g., De magnete

Elektricitet

Von Guericke, elektrostatički strojBoyle, pokusi o električnim djelovanjima vakumuNewton, motri preskakanje električne iskre između

šiljka i naelektriziranog tijela

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

Elektricitet i magnetizam do 19. stoljeća

Stephen Gray (1670. – 1736.), član Royal Society

Charles du Fay (1698. – 1739.)

- 1729.g otkriva vođenje elektriciteta i uočava zadržavanje naboja samo kod izoliranog tijela - uspoređuje elektricitet s toplinskim fluidom- dobivanje elektriciteta trenjem

- prva teorija električnih pojava, prvi elektroskop, električna uočava el. privlačenje i odbijanje, el.prirodu groma i munje

...postoje dvije vrste električnog fluida jednog nazivam elektricitetom stakla, a drugog elektricitetom jantara..

O privlačenju i odbijanju električnih tijela, 1733.

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

Istraživanja elektriciteta u 18.st- razvoj elektrostatičkih strojeva važnih za dobivanje elektriciteta, elektrofora, elektrometra...- izum kondenzatora - leidenska boca (Ewald von Kleist, 1745.g,Pieter van Musschenbroek 1746)

Benjamin Franklin (1706. – 1790.)- američki fizičar i političar; Istrže nebu munju, tiranima žezlo (epitaf

na grobu B. Franklina)

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

- jednofluidna teorija elektriciteta- čestična priroda elektriciteta- objašnjenje munje, pokusi sa šiljkom, konstrukcija gromobrana- očuvanje naboja- predlaže ispravljanje “neelektrik-elektrik” u “nevodič-vodič”

Pokusi i motrenja elektriciteta uočio i zaključio:

Franz Aepinus – proširio Franklinovu teoriju na magnetske pojave

Ispitivanje teorije elektriciteta i magnetizma, 1759.g.– otkrio piroelektrični efekt turmalina, opisivao el. influenciju

...uzrok električnih i magnetskih pojava je sličan...

Elektricitet i magnetizam u 18.st

John Canton - pokusi iz elektriciteta, među prvima opisao el. influenciju 1754.g....rezultati pokusa proturječe Franklinovoj jednofluidnoj teoriji

Robert Symmer- 1759.g. predlaže dualnu teoriju elektriciteta, dvije vrste naboja

Joseph Pristley- pokusi iz elektriciteta, knjiga Povijest elektriciteta, 1767.g...električno međudjelovanje opada s kvadratom udaljenosti..

Lord Cavendish (nije objavljivao, radove objavio Maxwell)..električno međudjelovanje opada s udaljenošću s potencijom 2 ± 0.02

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

Charles Augustin de CoulombParis (1736. – 1806.)Vojni inžinjer, član Pariške akademije

- konstriurao osjetljivu torzijsku vagu i otkrio zakon torzije- torzijskom vagom mjerio elekrtičnu silu (mjerenjem kutova torzije nakon nabijanja kuglica jednakim količinama naboja)

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

Empririjski zakon

Rezultati pokusa F opada s r2

ovisnost sile o q1, q2

Nije provjeravao (smatrao da vrijedi analogija s gravitacijskom silom)

r qq22

qq11

CoulombovCoulombov zakonzakon -- vrijedivrijedi zaza točkastetočkaste nabojenaboje ovi

jest

fizi

ke

Prvi rad 1785.g.

Luigi Galvani, profesor anatomije, Bologna (1737. – 1798.)

- Rasprava o utjecaju elektricitetana gibanje mišića, 1791. g.- Utemeljitelj elektrofiziologije

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

...električni stroj, metalni nož, kraci...

.. ako je nož stakleni ne dolazi do grčenja..

.. za neke metale grčenje je jače, za druge slabije ..

.. to nas je začudilo i navelo na zaključak da je Elektricitet možda prisutan u samoj žabi.. ...žablji krak posjeduje životinjski elektricitet..

- 1769. g. rad o leidenskoj boci- od 1774. g. nastavnik u školi- konstrukcija uređaja

Alessandro Volta Como (1745. – 1825.) Autor pojmova

zatvoreni strujni kruggalvanska strujanapon

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

- 1799.g. načinio prvi izvor električne struje - elektrode Cu, Zn, elektrolit: otopina H2SO4

- Baterija članaka izvori u serijiVoltnin stup (u Voltinom muzeju u Comou)

- ponovio Galvanijeve pokuse i shvatio da ne postoji životinjski elektricitet nego je žaba životinjski elektroskop prepirka s Galvanijem

Hans Christian ØrstedCopenhagen, (1777. – 1851.)

- Knjiga: Pokusi koji se odnosena djelovanje električnog konflikta (struje) na magnetnu iglu

- Otkriće iz 1820.g.

Posljedice Øerstedovog otkrića:

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jesJohann Schweigger

- Øerstedov pokus sa zavojnicom, konstrukcija galvanomentra

Johann Christoff Poggendorff- usavršio galvanometar

Thomas Johann Seebeck- otkriće termoelektriciteta, 1821.g. Seebeckov efekt: pojava struje na zagrijanom spojišu različitih metala

t fiz

ike

Jean Charles PeltierPeltierov efekt: ako je el. krug sastavljen od dva različita metalana jednom se spojištu razvija toplina, na drugom apsorbira

W.ThompsonTeorija termoelektriciteta, 1878.g.Jean-Baptiste Biot i Felix SavartEksperimentalno otkrili zakon za jakost magnetske indukcije oko ravnog vodiča, matematički oblikovao Laplace (Laplace – Biot-Savart)

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

Biot-Savartov zakon

30

4 rrldIBdrr

r ×⋅=

πµ

dl

dB

∫= BdBrr

20 sin

4 rdlIdB Θ⋅=

πµ

I P

Ampereov zakon - uzajamno djelovanje paralelnih električnih struja...zavojnica “pod strujom” ponaša se kao magnet

Andre Marie Ampere (1775. – 1836.)

Definira (tehnički) smjer struje u kruguUveo u uporabu naziv galvanometarOtac ideje telegrafa

Tvorac pojmova- elektrodinamika- električna struja- električni strujni krug

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

Georg Simon Ohm (1787. – 1854.) Galvanski krug razrađen matematički, 1827.g.

Prvi izmjerio elektormotornusilu izvora struje 1830.g.

Uveo pojmove- elektromotorna sila- pad napona- električna vodljivost

Michael Faraday (1791. – 1867.)“Pepeljuga znanosti” .. od knjigoveže do genija pokusa...

..želim pretvoriti magnetizam u elektricitet...(iz dnevnika M.F. 1822.g.)

Otkrio zakon elektromagnetne indukcijeOtkrio zakone elektrolize Utemeljio ideju elektromagnetnih

valovaIstražio polarizaciju dielektrika,

uveo fizičku veličinu električna permitivnost

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

...svi ti rezultati dokazuju da se inducirane struje javljaju pokrugu oko magneta ili osi sile točno tako kako je po krugu raspoređen magnetizam koji nastaje oko električne struje ...

Elektromagnetnu indukciju otkrio neovisno o Faradeyu Henry 1832.g

Otkrio (dao nazive) dijamagnetizam i paramagnetizamUveo koncept poljaKonstruirao preteču elektromotora i transformatoraKnjiga: Eksperimentalna istraživanja elektriciteta

Faradayev zakonelektromagnetne indukcije, 1831.g.

dtd BΦ

−=ε

∫∫ −= SdBdtdldE

rrrr

∫=Φ SdBBrr

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

Elektromotorni napon Tok magnetnog polja

∫= ldErr

ε

BB

c

BvqFrrr

×=

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

Tumačenje elektromagnetske indukcije Lorenzovom silom

S

v

N

Električno polje - pojam polja

OsnovniOsnovni konceptikoncepti djelovanjadjelovanja

Na Na blizinublizinu -- ““PrincipPrincip poljapolja””Na Na daljinudaljinu

…do Faradaya od 19. st. do danas

Sila djeluje:

...trenutačno i neposredno ...ne trenutačno, posredstvom polja

naboj <=> naboj naboj<=>polje<=>naboj

napušten aktualan

R.Ju

rda

na Š

ep

ić, P

ovi

jest

fizi

ke

…… poljepolje jeje sposobnostsposobnost prostoraprostora dada budebude uznemirenouznemireno djelovanjemdjelovanjemizvoraizvora u u njemu... njemu... M.Faraday pod utjecajem filozofije R.BoškovićaM.Faraday pod utjecajem filozofije R.Boškovića